KR20180051038A - 전력변환장치 - Google Patents

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KR20180051038A
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김재환
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 실시 예에 따른 전력변환장치는, 몸체를 형성하고, 내부에 공간을 가지는 하우징과, 상기 하우징의 내부공간에 배치되며, 인가되는 전력을 변환하는 전력변환부품과, 상기 하우징의 배면에서 돌출되어 형성되고, 내부에 리액터를 수용하는 수용부와, 상기 하우징의 배면에서 돌출되고, 상기 전력변환부품에서 발생되는 열을 외부로 방출하는 방열부와, 상기 수용부, 상기 방열부 중 하나 이상에 고정되며, 상기 하우징의 상부를 지지하는 상부 고정부와, 상기 하우징의 배면에서 돌출되어 형성되는 하부 지지부와 선택적으로 결합되며, 상기 하우징의 하부를 지지하는 하부 고정부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 전력변환장치의 상부를 지지한 상태에서, 전력변환장치의 하부를 고정함으로써, 전력변환장치의 설치과정에서 발생될 수 있는 안전사고를 예방할 수 있다. 또한, 전력변환장치의 상부와 하부를 안정적으로 고정할 수 있으며, 제품의 조립편의성이 증가될 수 있다.

Description

전력변환장치{Power Conversion Device}
본 발명은 전력변환장치에 관한 것이다.
에너지 저장 시스템(Energy Storage System)은 발전소에서 발생되어 전력계통으로 공급되는 전력 또는 태양광, 풍력, 수력 등의 재생에너지로부터 발전되는 전력을 배터리 등을 포함하는 저장 시스템에 저장한 후, 전력이 필요한 시기에 선택적, 효율적으로 사용하여 에너지 효율을 높이는 시스템이다.
에너지 저장 시스템을 이용하면 시간대 및 계절별 변동이 큰 전기부하를 평준화시킬 수 있다. 이를 통하여 전반적인 부하율을 향상시킬 수 있다. 그리고, 발전 단가를 낮출 수 있다. 또한, 전력설비증설에 필요한 투자비와 운전비 등을 절감할 수 있다. 또한, 전기요금을 인하하고, 에너지를 절약할 수 있다.
이러한 에너지 저장 시스템은 전력계통, 발전장치, 송배전, 수용가 등과 연계되어 설치되고, 주파수 조정(Frequency Regulation), 재생에너지를 이용한 발전기 출력 안정화, 첨두부하 저감(Peak Shaving), 부하 평준화(Load Leveling), 및 비상 전원 등의 기능으로 사용되고 있다.
에너지 저장 시스템은 저장방식에 따라 크게 물리적 에너지 저장과 화학적 에너지 저장으로 구분된다. 물리적 에너지 저장으로는 양수발전, 압축 공기 저장, 플라이휠 등을 이용한 방법이 있고, 화학적 에너지 저장으로는 리튬 이온 배터리, 납축전지, Nas 전지 등을 이용한 방법이 있다.
따라서, 에너지 저장 시스템은 전력이 필요한 경우 충전된 전력을 방전하여 전력을 공급한다. 이를 통해, 에너지 저장 시스템은 전력을 유동적으로 공급할 수 있도록 한다.
한편, 에너지 저장 시스템은 전기 에너지를 저장할 수 있는 배터리모듈과, 외부로부터 공급되는 전기 에너지를 상기 배터리모듈에 충전할 수 있도록 충전에 적합한 전기 에너지로 변환하거나, 상기 배터리모듈에 저장된 전기 에너지를 수요처에서 요구되는 전기 에너지로 변환할 수 있는 전력변환장치(Power Conversion Device)를 포함할 수 있다.
전력변환장치는, 예를 들어 태양으로부터 빛을 흡수하여 발생되는 직류(DC) 전력 형태의 전기 에너지를 수요처에서 요구하는 교류(AC) 전력 형태의 전기 에너지로 변환할 수 있다. 그리고, 배터리모듈에 저장된 전기 에너지를 수요처에서 요구하는 교류(AC) 또는 직류(DC) 전력 형태의 전기 에너지로 변환할 수 있다.
즉, 상기 전력변환장치는 각각의 수요처에서 요구하는 전기 에너지의 특성을 변환하는 기능을 수행할 수 있다.
한편, 상기 전력변환장치에서 다뤄지는 전력은 다소 높은 전력을 가짐으로써, 침수, 안전사고 등에 취약할 수 있다. 따라서, 상기 전력변환장치는 바닥으로부터 일정한 높이로 이격되어 설치되도록 하는 것이 바람직하다.
그러나, 상기 전력변환장치는 다수의 전력변환부품을 수용하는 하우징으로 형성되고, 다소 무거운 하중으로 제작됨으로써, 상기 전력변환장치를 일정한 높이에 안정적으로 고정할 수 있는 수단이 요구된다.
일 예로, 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0047392호, "인버터 스택"이 개시된다.
상기 종래 기술에 따르면, 전력변환장치를 설치벽면에 고정하기 위하여 별도의 브래킷을 케이스와 설치벽면에 각각 체결부재로 고정하여야 함으로써, 다소 하중이 무거운 전력변환장치를 설치함에 있어 사용자는 불편함을 느낄 수 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2013-0047392호, "인버터 스택"
본 발명은, 안정적으로 전력변환장치의 몸체를 고정하면서도, 사용자의 조립편의성이 증가되는 전력변환장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 전력변환장치는, 내부에 공간을 가지는 하우징을 포함할 수 있다.
또한, 상기 하우징의 내부공간에는, 인가되는 전력을 변환하는 전력변환부품이 수용될 수 있다.
또한, 상기 하우징의 배면에는, 상기 전력변환부품과 전기적으로 연결되는 리액터를 수용하는 수용부와, 상기 전력변환부품에서 발생되는 열을 외부로 방출하는 방열부가 포함될 수 있다.
또한, 상기 수용부와 상기 방열부는, 상기 하우징의 배면에서 적어도 일부분이 돌출되어 상기 하우징과 일체로 형성될 수 있다.
또한, 상기 수용부, 상기 방열부 중 하나 이상에 고정되며, 상기 하우징의 상부를 지지하는 상부 고정부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 상부 고정부를 벽 또는 고정구조물에 고정하기 위한 상부 브래킷을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 상부 고정부는 상기 상부 브래킷에 끼움고정되어, 상기 하우징의 상부를 지지할 수 있다.
또한, 상기 하우징의 배면에서 돌출되어 형성되는 하부 지지부와, 상기 하부 지지부에 선택적으로 결합되어 상기 하우징의 하부를 지지하는 하부 고정부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 하부 지지부에는 상기 하부 고정부와 선택적으로 결합되기 위한 고정돌기가 포함될 수 있다.
또한, 상기 하부 지지부와 상기 하부 고정부와 일체로 형성되거나, 체결부재에 의하여 결합될 수 있다.
본 발명에 따르면, 전력변환장치의 상부를 지지한 상태에서, 전력변환장치의 하부를 고정함으로써, 전력변환장치의 설치과정에서 발생될 수 있는 안전사고를 예방할 수 있다.
본 발명에 따르면, 전력변환장치의 상부와 하부를 안정적으로 고정할 수 있으며, 제품의 조립편의성이 증가될 수 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 전력변환장치의 전방 사시도.
도 2는 본 실시예에 따른 전력변환장치의 후방 사시도.
도 3은 본 실시예에 따른 전력변환장치의 분해 사시도.
도 4는 본 실시예에 따른 전력변환장치의 A-A부분을 절단한 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 리어케이스의 후면을 간략하게 나타낸 도면.
도 6은 도 5의 리어케이스에서 일부 커버를 제거한 상태를 나타낸 도면.
도 7은 은 본 실시예에 따른 전력변환장치를 측방에서 바라본 도면.
도 8은 본 실시예에 따른 상부 고정부를 지지하는 상부 브래킷을 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 고정부와 하부 지지부의 결합을 나타내는 도면.
도 10은 도 9의 요부를 나타내는 부분 단면도.
이하, 본 발명과 관련된 실시 예에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 및 추가 등에 의해서 용이하게 구현할 수 있을 것이다. 그러나, 이 또한 본 발명 사상의 범위 내에 포함된다고 할 수 있다.
또한, 첨부되는 도면은 같은 실시예 임에도 불구하고, 발명 사상이 훼손되지 않는 범위 내에서, 용이하게 이해될 수 있도록 하기 위하여, 미세한 부분의 표현에 있어서는 도면별로 서로 다르게 표현되거나, 도면에 따라서 과장되게 표현되어 있을 수 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 전력변환장치의 전방 사시도이고, 도 2는 본 실시예에 따른 전력변환장치의 후방 사시도이고, 도 3은 본 실시예에 따른 전력변환장치의 분해 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 전력변환장치(1)는 몸체를 형성하는 하우징(10)을 포함할 수 있다.
상기 하우징(10)의 내부에는 내부공간이 형성될 수 있다. 상기 내부공간에는 상기 전력변환장치(1)를 구성하는 회로기판(51), 전력변환소자(52) 등이 배치될 수 있다.
상기 하우징(10)은 분리 가능하도록 다수의 케이스로 제공될 수 있다.
상세히, 상기 하우징(10)은 전면을 형성하는 전면케이스(11)와, 후면을 형성하는 후면케이스(12)를 포함할 수 있다. 상기 하우징(10)은 상기 전면케이스(11)와 상기 후면케이스(12)가 서로 결합하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 전면케이스(11)와 상기 후면케이스(12)는 서로 끼워 맞춰져 결합될 수 있도록, 서로를 마주 보는 방향이 개구된 다각형으로 형성될 수 있다.
상기 전면케이스(11)와 상기 후면케이스(12) 중 하나의 케이스는 또 다른 하나의 케이스보다 크도록 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 전면케이스(11)의 일부분이 상기 후면케이스(12)의 일부분을 커버하여 서로 결합될 수 있다.
상기 하우징(10)의 전면, 즉 상기 전면케이스(11)에는 상기 전력변환장치(1)의 작동상태를 나타내는 디스플레이부(111)가 설치될 수 있다.
상세히, 상기 전면케이스(11)에는 상기 디스플레이부(111)가 설치될 수 있는 디스플레이 설치홀(112)이 제공될 수 있다. 상기 디스플레이부(111)는 상기 디스플레이 설치홀(112)에 배치된 상태에서 체결부재에 의하여 고정될 수 있다.
상기 디스플레이부(111)는 상기 전력변환장치(1)의 작동상태를 외부로 나타낼 수 있다. 또한, 상기 디스플레이부(111)는 외부로부터 작동신호를 입력 받을 수 있다.
상기 하우징(10)의 후면, 즉 상기 후면케이스(12)는 전력부품을 수용할 수 있는 수용부(20)와, 상기 수용부(20)를 커버하는 수용부 커버(21)를 포함할 수 있다.
상세히, 상기 수용부(20)는 상기 후면케이스(12)로부터 돌출되어 형성될 수 있다. 그리고, 상기 후면케이스(12)에서 돌출된 상기 수용부(20)의 돌출된 내부는 개구될 수 있다. 이때, 상기 수용부(20)의 내부에는 전자부품이 수용될 수 있는 수용공간이 형성될 수 있다. 즉, 상기 수용부(20)는 상기 후면케이스(12)와 일체로 형성될 수 있다. 상기 수용부(20)의 개구된 일면은 상기 수용부 커버(21)에 의하여 차폐될 수 있다. 그리고, 상기 수용부 커버(21)에는 상기 수용부(20)에서 발생되는 열을 외부로 용이하게 방출하기 위한 수용부 커버 방열핀(211)을 더 구비할 수 있다.
상기 후면케이스(12)는 상기 하우징(10)의 내부공간에서 발생되는 열을 외부로 전달할 수 있는 방열부(30)를 포함할 수 있다. 상기 방열부(30)는 상기 후면케이스(12)에서 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 방열부(30)은 상기 후면케이스(12)에서 서로 이격되도록 배치되며, 다수의 방열부(30)로 제공될 수 있다.
상기 방열부(30)는 상기 하우징(10)의 내부에 배치되는 상기 전력변환소자(52)로부터 열을 전달받아 외부로 방출할 수 있다. 즉, 상기 방열부(30)는 상기 전력변환소자(52)에서 발생되는 열을 보다 신속하게 외부로 전달하기 위하여, 상기 전력변환소자(52)와 접촉될 수 있다.
다시 말하면, 상기 전력변환소자(52)는 상기 후면케이스(12)에 적어도 일부가 접촉되며, 상기 전력변환소자(52)가 위치된 상기 후면케이스(12)의 후면에 상기 방열부(30)가 제공될 수 있다.
상기 하우징(10)은 벽, 고정부재 등에 고정될 수 있다. 상세히, 상기 후면케이스(12)에는 상기 후면케이스(12)를 벽, 고정부재 등에 고정하기 위한 고정부(40)가 제공될 수 있다.
상기 고정부(40)는 상부 고정부(41)와 하부 고정부(42)를 포함할 수 있다. 상기 상부 고정부(41)는 상기 하우징(10)의 중간부분보다 상방에 배치될 수 있다. 그리고, 상기 상부 고정부(41)는 상기 방열부(30) 및 상기 수용부(20) 상에 배치될 수 있다. 즉, 상기 상부 고정부(41)는 상기 방열부(30) 및 상기 수용부(20) 상에 배치될 수 있다. 상기 상부 고정부(41)는 벽, 지지부재 등에 고정되며, 상기 하우징(10)의 상부를 지지할 수 있다.
상기 하부 고정부(42)는 상기 하우징(10)의 중간부분보다 하방에 배치될 수 있다. 상기 하부 고정부(42)는 상기 하우징(10)과 일정한 간격으로 이격되도록 배치될 수 있다. 상기 하부 고정부(42)는 상기 후면케이스(12)로부터 연장되는 하부 지지부(60)에 연결될 수 있다. 즉, 상기 하부 고정부(42)는 벽, 지지부재 등에 고정되며, 상기 하우징(10)의 상부를 지지할 수 있다.
상기 하부 지지부(60)는 상기 하부 고정부(42)를 지지할 수 있다. 그리고, 상기 하부 지지부(60)는 상기 후면케이스(12)의 후면에서 후방으로 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 하부 지지부(60)는 복수개로 제공될 수 있으며, 상기 하부 지지부(60)는 상기 하우징(10)의 하방에 배치되어, 양측 방향으로 서로 이격되도록 배치될 수 있다.
상기 하부 지지부(60)는 상기 하부 고정부(42)와 상기 후면케이스(12)를 서로 이격시켜, 외부의 공기가 상기 후면케이스(12)의 후면을 유동할 수 있는 공간을 형성할 수 있다.
도 4는 본 실시예에 따른 전력변환장치의 A-A부분을 절단한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 하우징(10)의 내부공간에는 회로기판(51), 전력변환소자(52) 등을 포함하는 전력변환부품(50)이 배치될 수 있다.
상기 전력변환부품(50)은 상기 전력변환장치(1)를 구성하는 핵심장치로써, 외부로부터 인가되는 전력을 소비처에서 요구하는 전력으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 전력변환부품(50)은 태양광 발전모듈로부터 생성되는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 소비처에 공급할 수 있도록 한다. 따라서, 상기 전력변환장치(1)는 인버터(Inverter) 또는 컨버터(Converter)라 칭할 수도 있다.
상기 전력변환부품(50)은 제1전력변환부품(50A)과 제2전력변환부품(50B)을 포함할 수 있다. 상기 제1전력변환부품(50A)은 상기 하우징(10)의 내부에 배치되는 전력변환부품을 칭할 수 있다. 그리고, 상기 제2전력변환부품(50B)은 상기 수용부(20)의 내부에 배치되는 전력변환부품을 칭할 수 있다. 상기 제1전력변환부품(50A)과 상기 제2전력변환부품(50B)은 서로 전기적으로 연결되어 기능을 수행할 수 있다.
상기 제1전력변환부품(50A)에는 상기 회로기판(51)과 상기 전력변환소자(52)를 포함할 수 있다.
상기 회로기판(51)은 인쇄회로기판(Printed Circuit Board)으로 제공될 수 있다. 상기 회로기판(51)에는 다수의 소자들이 실장될 수 있다. 그리고, 상기 회로기판(51)에 상기 전력변환소자(52)가 연결될 수 있다.
상기 전력변환소자(52)는 예를 들어 사이리스터(Thyristor), GTO(gate turn off), 파워트랜지스터(power transistor), IGBT(insulated gate bipolar transistor) 등을 포함하는 스위칭 소자를 칭할 수 있다. 상기 전력변환소자(52)는 상기 하우징(10)의 내부에 다수개로 제공될 수 있다. 본 실시예에서 상기 전력변환소자(52)는 IGBT인 것으로 설명한다. 또한, 상기 전력변환소자(52)는 다 수개로 제공될 수 있으며, 상기 전력변환소자(52)는 제1전력변환소자, 제2전력변환소자, 제3전력변환소자 등으로 칭할 수 있다.
상기 전력변환부품(50)은 상기 하우징(10)의 내부에 고정될 수 있다. 예를 들어, 상기 회로기판(51)은 체결부재에 의하여 상기 하우징(10)의 내부 일측에 고정될 수 있다. 본 실시예에서 상기 회로기판(51)은 체결부재에 의하여 상기 하우징(10)의 후면케이스(12)에 고정될 수 있다.
그리고, 상기 회로기판(51)에 연결된 상기 전력변환소자(52)는 상기 후면케이스(12)의 일면에 접촉될 수 있다. 상기 전력변환소자(52)에서 발생되는 열은 상기 후면케이스(12)의 일면을 통하여 외부로 전달될 수 있다. 이때, 상기 후면케이스(12)의 후방에는 다수의 방열핀이 제공되어 보다 빠르게 열이 방출될 수 있다.
상기 제2전력변환부품(50B)에는 리액터(53)가 포함될 수 있다.
상기 리액터(53)는 상기 수용부(20)의 내부 일측에 고정될 수 있다. 상기 리액터(53)는 상대적으로 고온의 열을 방출할 수 있다. 따라서, 상기 리액터(53)에서 발생된 열이 상기 후면케이스(12)를 향하는 방향으로 전달되는 것을 최소화하기 위하여, 상기 리액터(53)는 상기 후면케이스(12)와 멀어지는 방향의 일측에 배치될 수 있다. 이러한 사상에 제한되지 않고, 상기 리액터(53)는 상기 후면케이스(12)와 인접하는 방향의 일측에 배치될 수 있다.
상기 수용부(20)에는 상기 리액터(53)에서 발생되는 열이 상기 후면케이스(12) 방향으로 전달되는 것을 방지하기 위한 단열재(26)를 포함할 수 있다. 상기 단열재(26)는 상기 수용부(20)의 저면에 제공될 수 있다. 이때, 상기 수용부(20)의 저면은, 상기 수용부(20)의 수용공간에서 상기 후면케이스(12)의 후면을 칭할 수 있다. 다시 말하면, 상기 단열재(26)는 상기 리액터(53)와 상기 후면케이스(12)의 사이에 배치되며, 상기 수용부(20)의 내부에 수용될 수 있다. 즉, 상기 단열재(26)에 의하여 상기 리액터(53)에서 발생되는 열이 상기 후면케이스(12)의 방향으로 전달되는 것이 최소화될 수 있다.
또한, 상기 수용부(20)에는 상기 리액터(53)에서 발생되는 더욱 용이하게 외부로 방출하기 위한 써멀 그리스(Thermal Grease)가 제공될 수 있다. 상기 써멀 그리스(25)는 상기 수용부(20)의 내부공간에 채워질 수 있다. 상기 써멀 그리스(25)는 상기 수용부(20)의 내부공간 중 적어도 일부공간에 단열공간(S)이 형성되도록 제공될 수 있다. 상기 써멀 그리스(25)에 의하여 상기 리액터(53)에서 발생되는 열은 상기 수용부(20)의 외부로 용이하게 전달될 수 있다.
결과적으로, 상기 수용부(20)는 상기 써멀 그리스(25)에 의하여 용이하게 외부로 열을 방출할 수 있다. 그리고, 상기 단열재(26) 및 상기 단열공간(S)에 의하여 상기 리액터(53)에서 발생되는 열이 상기 후면케이스(12)로 전달되는 것을 최소화할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 리어케이스의 후면을 간략하게 나타낸 도면이고, 도 6은 도 5의 리어케이스에서 일부 커버를 제거한 상태를 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 후면케이스(12)의 후면에는 상기 하우징(10)의 내부에 배치된 전력변환부품(50)에서 발생되는 열을 외부로 방출하기 위한 방열부(30)가 포함될 수 있다.
상기 방열부(30)는 제1방열부(31), 제2방열부(32), 제3방열부(33)를 포함할 수 있다. 상기 제1방열부(31), 제2방열부(32), 제3방열부(33)는 상기 후면케이스(12)의 후면에 서로 이격되어 배치될 수 있다. 그리고, 상기 방열부(30)는 상기 하우징(10)의 내부에 배치된 상기 전력변환소자(52)와 대응되는 위치에 제공될 수 있다.
상기 제1방열부(31)는 도면을 기준으로 상기 후면케이스(12)의 좌측 후면에 제공될 수 있다. 또는, 상기 제1방열부(31)는 도면을 기준으로 상기 수용부(20)의 좌측에 배치될 수 있다.
상기 제1방열부(31)는 상기 하우징(10)의 내부에 수용된 상기 전력변환소자(52)로부터 열을 전달받아 외부로 방출할 수 있다. 이때, 상기 제1방열부(31)는 상기 전력변환소자(52) 중 제1전력변환소자로부터 전달받은 열을 자연대류를 통하여 방출할 수 있다.
상기 제1방열부(31)는 제1방열핀(311)과 제1방열핀(312)을 포함할 수 있다. 상기 제1방열핀(311)은 상기 제1방열핀(312)보다 상방에 배치될 수 있다. 그리고, 상기 제1방열핀(311)은 상기 제1방열핀(312)과 소정의 거리만큼 도면을 기준으로 상하방향으로 이격되어 배치될 수 있다.
이러한 구성에 따르면, 상기 제1방열핀(311)과 상기 제1방열핀(312)의 사이에 공간이 형성됨으로써, 상기 제1방열핀(311)과 상기 제1방열핀(312)은 서로 열 간섭이 최소화된 상태에서 외부공간으로 열을 방출할 수 있다.
상기 제2방열부(32)는 도면을 기준으로 상기 후면케이스(12)의 우측 후면에 제공될 수 있다. 또는, 상기 제2방열부(32)는 도면을 기준으로 상기 수용부(20)의 우측에 배치될 수 있다.
상기 제2방열부(32)는 상기 하우징(10)의 내부에 수용된 상기 전력변환소자(52)로부터 열을 전달받아 외부로 방출할 수 있다. 이때, 상기 제2방열부(32)는 상기 전력변환소자(52) 중 제2전력변환소자로부터 전달받은 열을 자연대류를 통하여 방출할 수 있다.
상기 제2방열부(32)는 제3방열핀(321)과 제4방열핀(322)을 포함할 수 있다. 상기 제3방열핀(321)은 상기 제4방열핀(322)보다 상방에 배치될 수 있다. 그리고, 상기 제3방열핀(321)은 상기 제4방열핀(322)과 소정의 거리만큼 도면을 기준으로 상하방향으로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제3방열부(33)는 도면을 기준으로 상기 수용부(20)와 상기 제2방열부(32)의 사이에 배치될 수 있다. 또는, 상기 제3방열부(33)는 상기 제1방열부(31)와 상기 제2방열부(32)의 사이에 배치될 수 있다. 다만, 본 실시예에서 상기 제3방열부(33)는 상기 제2방열부(32)와 상기 수용부(20)의 사이에 배치되는 것으로 설명한다.
상기 제3방열부(33)는 상기 수용부(20)의 일부를 둘러싸도록 제공될 수 있다. 상기 제3방열부(33)는 상기 후면케이스(12)의 하부에서 상부를 향하는 방향으로 연장될 수 있다. 그리고, 상기 제3방열부(33)의 일단부는 상기 후면케이스(12)의 측면을 향하는 방향으로 만곡될 수 있다. 예를 들어, 상기 제3방열부(33)는 “ㄴ” 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제3방열부(33)는 좌측방열핀(331), 우측방열핀(332) 및 내부방열핀(333)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제3방열부(33)는 상기 좌측방열핀(331), 우측방열핀(332) 및 내부방열핀(333)을 커버하는 방열부 커버(34)를 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 제3방열부(33)는 일단부와 타단부가 개구된 덕트(Duct) 형상으로 형성될 수 있다.
상세히, 상기 좌측방열핀(331)은 상기 제3방열부(33)의 일측면을 형성할 수 있다. 상기 우측방열핀(332)은 상기 제3방열부(33)의 타측면을 형성할 수 있다. 그리고, 상기 방열부 커버(34)는 상기 좌측방열핀(331)과 상기 우측방열핀(332)을 커버하여, 상기 제3방열부(33)의 내부에 공간을 형성할 수 있다. 이때, 상기 제3방열부(33)의 내부 공간에는 상기 내부방열핀(333)이 배치될 수 있다.
상기 제3방열부(33)의 하측 단부에는 냉각팬(35)이 배치될 수 있다. 그리고, 상기 냉각팬(35)은 상기 제3방열부(33)의 단부에 배치되어, 상기 내부방열핀(333)을 향하는 방향으로 강제대류를 형성할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 제3방열부(33)를 살펴보면, 상대적으로 상기 후면케이스(12)의 하방에 배치된 상기 냉각팬(35)에 의하여 상기 후면케이스(12)의 상방을 향하는 방향으로 강제대류가 형성될 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 상대적으로 온도가 낮은 공기로 상기 내부방열핀(333)을 냉각함으로써, 상기 제3방열부(33)의 냉각효율이 향상될 수 있다.
그리고, 상기 제3방열부(33)는 상기 후면케이스(12)의 하부에서 상부를 향하는 방향으로 연장되도록 형성되나, 일부분이 상기 후면케이스(12)의 측방으로 만곡되도록 형성됨으로써, 상기 제3방열부(33)의 내부로 유입될 수 있는 물방울 등이 상기 냉각팬(35)에 직접적으로 침투되는 것을 방지할 수 있다.
결과적으로, 상기 제1방열부(31), 상기 제2방열부(32) 및 상기 제3방열부(33)는 상기 하우징(10)의 내부에 배치된 제1전력변환부품(50A)에서 발생되는 열을 외부로 방출할 수 있다. 그리고, 상기 제1방열부(31) 및 상기 제2방열부(32)는 자연대류에 의하여 방열을 수행할 수 있다. 또한, 상기 제3방열부(33)는 상기 냉각팬(35)을 통한 강제대류에 의하여 방열을 수행할 수 있다.
따라서, 상기 제1전력변환부품(50A) 중 상대적으로 온도가 높은 상기 전력변환소자(52)를 상기 제3방열핀(321)에 인접하도록 배치하여 열을 방출할 수 있다. 그리고, 상기 전력변환소자(52) 중에서도 상대적으로 온도가 낮은 상기 전력변환소자(52)는 상기 제1방열부(31) 및 상기 제2방열부(32)에 인접하도록 배치하여 열을 방출할 수 있다.
한편, 상기 후면케이스(12)의 저면에는 상기 전력변환부품(50)으로 외부의 전원을 공급할 수 있는 전선, 케이블 등이 관통할 수 있는 전선홀(122)을 더 구비할 수 있다. 그리고, 상기 전선홀(122)은 상기 후면케이스(12)의 저면에 다수개로 서로 이격되어 제공될 수 있다. 그리고, 상기 전선홀(122)으로 물방울 등이 침투되지 않도록, 상기 전면케이스(11)의 저면은 상기 후면케이스(12)의 저면보다 하방으로 연장되도록 형성될 수 있다.
도 7은 본 실시예에 따른 전력변환장치를 측방에서 바라본 도면이고, 도 8은 본 실시예에 따른 상부 고정부를 지지하는 상부 브래킷을 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 전력변환장치(1)는 벽(W)과 같은 고정구조물에 고정될 수 있다.
상세히, 하우징(10)의 후면케이스(12)는 상기 벽(W)을 향하는 방향으로 배치될 수 있다. 그리고, 상기 후면케이스(12)에는 상기 상기 하우징(10)을 상기 벽(W)에 고정시키기 위한 상부 고정부(41)와 하부 고정부(42)가 제공될 수 있다. 또한, 상기 상부 고정부(41)와 상기 하부 고정부(42)이 외에 상기 후면케이스(12)의 중심부에 제공되는 중심 고정부가 더 제공될 수 있다. 이러한 사상에 제한되지 않는다.
상기 상부 고정부(41)는 상기 후면케이스(12)에 제공되는 수용부(20) 및 수용부 커버(21)와, 방열부(30) 상에 고정될 수 있다. 즉, 상기 상부 고정부(41)는 상기 후면케이스(12)를 중심보다 상방에 배치될 수 있다.
상기 상부 고정부(41)는 상기 다수의 방열부(30)를 가로질러 배치될 수 있다. 그리고, 상기 상부 고정부(41)는 상기 다수의 방열부(30), 상기 수용부 커버(21) 중 하나 이상에 결합되어 고정될 수 있다. 또는, 상기 상부 고정부(41)는 상기 후면케이스(12)에서 별도로 돌출되어 형성되는 상부 지지부(미도시)에 고정될 수 있다. 이때, 상기 후면케이스(12)에서 돌출되는 상기 상부 지지부(미도시) 상기 하부 지지부(60)와 유사하도록 형성될 수 있다.
상기 하부 고정부(42)는 상기 후면케이스(12)에서 돌출되어 형성된 하부 지지부(60)에 제공될 수 있다. 상기 하부 고정부(42)는 상기 벽(W)에 체결부재에 의하여 결합될 수 있다. 그리고, 상기 하부 고정부(42)는 상기 하부 지지부(60)에 탈부착 가능하도록 제공될 수 있다.
상세히, 상기 하부 지지부(60)는 상기 후면케이스(12)로부터 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 하부 지지부(60)는 상기 후면케이스(12)로부터 수직한 방향으로 돌출될 수 있다. 이때, 상기 하부 지지부(60)는 상기 벽(W)과 수직한 방향으로 배치될 수 있다. 상기 벽(W)과 수직한 방향으로 배치된 상기 하부 지지부(60)의 일측에 상기 하부 고정부(42)가 장착될 수 있다.
상기 하부 고정부(42)는 상기 벽(W)과 평행한 방향으로 배치될 수 있다. 그리고, 상기 하부 고정부(42)는 상기 벽(W)에 접촉될 수 있다. 즉, 상기 하부 고정부(42)가 상기 벽(W)과 평행한 방향으로 상기 벽(W)에 접촉됨으로써, 상기 후면케이스(12)의 하부를 안정적으로 지지할 수 있다.
상기 상부 고정부(41)와 상기 하부 고정부(42)에 의하여 상기 벽(W)에 고정된 상기 후면케이스(12)는 상기 벽(W)과 이격되도록 배치될 수 있다. 즉, 상기 벽(W)과 상기 후면케이스(12) 사이에는 공기가 유동할 수 있는 공간이 형성될 수 있다.
상기 공간은 상기 방열부(30)와 상기 공기가 열 교환되는 영역으로 이해할 수 있다. 그리고, 상기 공간은 상기 후면케이스(12)에서 상기 벽(W)을 향하는 방출되는 열을 차단하는 공기단열 공간으로 이해할 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 벽(W)에는 상기 상부 고정부(41)를 고정하기 위한 상부 브래킷(70)이 설치될 수 있다. 상기 상부 브래킷(70)은 상기 상부 고정부(41)를 지지할 수 있다. 그리고, 상기 상부 브래킷(70)은 상기 벽(W)에 체결부재에 의하여 고정될 수 있다.
상세히, 상기 상부 브래킷(70)은 브래킷 몸체(701)와, 상기 브래킷 걸림부(702)를 포함할 수 있다.
상기 브래킷 몸체(701)는 체결부재에 의하여 상기 벽(W)에 고정될 수 있다. 그리고, 상기 브래킷 몸체(701)에는 상기 체결부재가 관통할 수 있는 체결부재 관통홀(703)이 제공될 수 있다. 상기 브래킷 몸체(701)는 적어도 플레이트(Plate) 형상으로 형성될 수 있다.
상기 브래킷 걸림부(702)는 상기 브래킷 몸체(701)의 일부가 절곡되어 형성될 수 있다. 그리고, 일 부분이 절곡된 상기 브래킷 걸림부(702)의 일부분은 연장되도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 브래킷 걸림부(702)는 상기 벽(W)으로부터 일정한 간격으로 이격될 수 있다. 상기 벽(W)으로부터 일정한 간격으로 이격된 공간에는 상기 상부 고정부(41)가 걸려서 고정될 수 있다.
한편, 본 실시예에서 상기 상부 고정부(41)는 상기 상부 브래킷(70)과 동일한 형상 및 동일한 구성으로 제공될 수 있다. 따라서, 상기 상부 고정부(41)는 고정부 몸체(411)와, 고정 걸림부(412)를 포함할 수 있다.
상기 고정부 몸체(411)는 상기 방열부(30), 상기 수용부(20), 상기 수용부 커버(21) 중 하나 이상에 고정될 수 있다. 그리고, 상기 상부 고정부(41)의 고정 걸림부(412)와 상기 상부 브래킷(70)의 브래킷 걸림부(702)는 서로 걸려 지지될 수 있다. 이를 위하여, 상기 고정 걸림부(412)와 상기 브래킷 걸림부(702)는 서로 일부분이 마주보도록 배치될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 고정부와 하부 지지부의 결합을 나타내는 도면이고, 도 10은 도 9의 요부를 나타내는 부분 단면도이다.
도 9을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 고정부(42)는 하부 지지부(60)에 끼움 결합으로 고정될 수 있다.
상기 하부 지지부(60)에는 상기 하부 고정부(42)가 고정될 수 있는 고정돌기(65)가 제공될 수 있다. 상기 고정돌기(65)는 상기 하부 지지부(60)의 하방에 배치될 수 있다. 그리고, 상기 고정돌기(65)는 상기 하부 지지부(60)에서 하방으로 돌출되어 형성될 수 있다.
상기 고정돌기(65)는 상기 하부 지지부(60)로부터 하방으로 돌출되는 연장부(66)와, 상기 하부 고정부(42)에 걸림 고정되는 절곡부(67)를 포함할 수 있다. 상기 절곡부(67)는 상기 연장부(66)의 일 단부가 절곡되어 형성될 수 있다. 그리고, 상기 절곡부(67)는 상기 연장부(66)와 수직한 방향으로 절곡된 상태에서 연장될 수 있다. 즉, 상기 절곡부(67)는 측면에서 상기 고정돌기(65)를 바라보면, 상기 고정돌기(65)는 “ㄴ”형상으로 형성될 수 있다.
상기 하부 고정부(42)는 상기 벽(W)에 고정되는 하부 브래킷(421)과, 상기 하부 브래킷(421)의 변형을 방지하기 위한 제1보강리브(422) 및 제2보강리브(423)를 포함할 수 있다.
상기 하부 브래킷(421)은 상기 벽(W)에 체결부재에 의하여 고정될 수 있다. 그리고, 상기 하부 브래킷(421)은 상기 벽(W)에 고정되어, 상기 하우징(10)의 하중을 지지할 수 있다. 그리고, 상기 하부 브래킷(421)에는 상기 체결부재가 관통할 수 있는 체결부재 관통홀(425)이 제공될 수 있다.
상기 제1보강리브(422)는 상기 하부 브래킷(421)의 일단부가 절곡되어 형성될 수 있다. 상기 제1보강리브(422)는 상기 하부 브래킷(421)의 상단부에서 절곡되어 형성되는 플레이트(Plate)로 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1보강리브(422)는 상기 하부 브래킷(421)의 상단부가 절곡되어 형성되며, 측면에서 바라보면 “ㄱ”형상의 단면을 가질 수 있다.
상기 제1보강리브(422)에는 상기 하부 지지부(60)의 고정돌기(65)와 결합되기 위한 결합홀(424)이 제공될 수 있다. 상기 결합홀(424)은 상기 고정돌기(65)와 대응되도록 형성될 수 있다.
상기 제2보강리브(423)는 상기 하부 브래킷(421)의 타단부가 절곡되어 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제2보강리브(423)의 일부분은 상기 제1보강리브(422)와 연결될 수 있다. 상기 제2보강리브(423)는 상기 하부 브래킷(421)의 양측단부에서 절곡되어 형성되는 플레이트(Plate)로 제공될 수 있다. 그리고, 상기 제2보강리브(423)는 상기 하부 브래킷(421)에 복수개로 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2보강리브(423)는 상기 하부 브래킷(421)의 양측단부가 절곡되어 형성될 수 있다.
즉, 상기 하부 브래킷(421)은 상기 제1보강리브(422)와 상기 제2보강리브(423)에 의하여 수평방향 및 수직방향으로 변형되는 것을 방지할 수 있다.
도 10을 참조하면, 상기 하부 고정부(42)와 상기 하부 지지부(60)는 서로 끼움 결합될 수 있다.
상세히, 상기 고정돌기(65)는 상기 결합홀(424)에 삽입될 수 있다. 상기 결합홀(424)과 상기 고정돌기(65)의 절곡부(67)는 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 상기 결합홀(424)은 상기 절곡부(67)의 일부분이 삽입될 수 있도록 형성될 수도 있으며, 이러한 사상에 제한되지 않는다.
상기 결합홀(424)에 상기 절곡부(67)가 삽입되면, 상기 하부 고정부(42)를 상기 하부 지지부(60)를 향하는 방향으로 이동시킬 수 있다. 즉, 상기 결합홀(424)은 상기 연장부(66)를 향하는 방향으로 이동될 수 있다. 이때, 상기 하부 고정부(42)가 상기 하부 지지부(60)는 서로 접촉될 수 있다.
상기 결합홀(424)이 상기 연장부(66) 상에 배치된 상태에서, 상기 하부 고정부(42)는 벽(W)을 향하는 방향으로 이동될 수 있다. 이때, 상기 연장부(66)는 상기 결합홀(424)의 일측에서 타측을 향하는 방향으로 이동할 수 있다.
상기 연장부(66)가 상기 결합홀(424)의 타측에 위치하면, 상기 절곡부(67)는 상기 결합홀(424)에서 멀어지는 방향으로 이동하여 상기 제1보강리브(422) 상에 배치될 수 있다. 이때, 상기 절곡부(67)의 일면과 상기 제1보강리브(422)의 일면이 서로 접촉할 수 있다.
즉, 상기 고정돌기(65)의 절곡부(67)가 상기 하부 고정부(42)의 제1보강리브(422)와 서로 접촉되고, 상기 절곡부(67)가 상기 결합홀(424)로부터 벗어남으로써, 상기 하부 지지부(60)와 상기 하부 고정부(42)가 고정될 수 있다.
상기 하부 고정부(42)는 상기 하부 지지부(60)에 고정된 상태에서, 상기 벽(W)에 체결부재에 의하여 결합되어, 상기 하우징(10)의 하중을 지지할 수 있다.
한편, 상기 하부 고정부(42)와 상기 하부 지지부(60)는 서로 체결부재에 의하여 결합될 수 있다. 또한, 상기 하부 고정부(42)는 상기 하부 지지부(60)로부터 돌출되어 일체로 형성될 수 있다. 또한, 상기 하부 고정부(42)는 복수개로 제공되는 상기 하부 지지부(60) 각각에 장착될 수 있도록 다수개로 제공될 수 있다. 이러한 사상에 제한되지 않는다.
1 전력변환장치 10 하우징
11 전면케이스 12 후면케이스
20 수용부 21 수용부 커버
30 방열부 41 상부 고정부
42 하부 고정부 50 전력변환부품
60 하부 지지부 70 상부 브래킷

Claims (15)

  1. 몸체를 형성하고, 내부에 공간을 가지는 하우징;
    상기 하우징의 내부공간에 배치되며, 인가되는 전력을 변환하는 전력변환부품;
    상기 하우징의 배면에서 돌출되어 형성되고, 내부에 리액터를 수용하는 수용부;
    상기 하우징의 배면에서 돌출되고, 상기 전력변환부품에서 발생되는 열을 외부로 방출하는 방열부;
    상기 수용부, 상기 방열부 중 하나 이상에 고정되며, 상기 하우징의 상부를 지지하는 상부 고정부; 및
    상기 하우징의 배면에서 돌출되어 형성되는 하부 지지부와 선택적으로 결합되며, 상기 하우징의 하부를 지지하는 하부 고정부를 포함하는 전력변환장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 지지부에는, 상기 하부 고정부가 끼움 결합될 수 있는 고정돌기가 포함되는 전력변환장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 고정돌기에는,
    상기 하부 지지부에서 돌출되고, 상기 하부 고정부의 일부분을 관통하는 연장부; 및
    상기 연장부에서 일부분이 절곡되어 형성되고, 상기 하부 고정부와 적어도 일면이 접촉되는 절곡부가 포함되는 전력변환장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 하부 고정부에는,
    체결부재에 의하여 벽 또는 고정구조물에 고정되는 하부 브래킷;
    상기 하부 브래킷의 강도를 보강하기 위하여 상기 하부 브래킷의 일 단부가 절곡되어 형성되는 제1보강리브; 및
    상기 하부 브래킷의 타 단부가 절곡되며, 상기 제1보강리브와 상기 하부 브래킷과 연결되는 제2보강리브가 포함되는 변력변환장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1보강리브에 제공되며, 상기 고정돌기가 관통할 수 있는 관통홀이 제공되는 전력변환장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 하부 고정부는, 상기 고정돌기 상에 상기 관통홀이 배치된 상태에서 상기 하부 지지부를 향하는 방향으로 이동하고,
    상기 절곡부와 상기 하부 고정부의 적어도 일면이 접촉되도록 상기 하부 지지부와 나란한 방향으로 방향으로 더 이동하는 전력변환장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 지지부와 상기 하부 고정부는, 일체로 형성되거나, 체결부재에 의하여 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 고정부를 벽 또는 고정구조물에 고정하기 위한 상부 브래킷을 더 포함하는 전력변환장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 상부 브래킷에는,
    상기 벽 또는 고정구조물에 체결부재에 의하여 고정되는 브래킷 몸체; 및
    상기 브래킷 몸체의 일부가 절곡되어 형성되는 브래킷 걸림부가 포함되는 전력변환장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 상부 고정부는, 상기 브래킷 걸림부에 결합되어 상기 하우징이 전방으로 넘어지는 것을 방지하는 전력변환장치.
  11. 전면을 정의하는 전면케이스;
    상기 전면케이스에 결합되며, 후면을 정의하는 후면케이스;
    상기 전면케이스와 상기 후면케이스의 결합에 의하여 형성되는 내부공간;
    상기 내부공간에 배치되며, 상기 후면케이스를 향하는 방향으로 배치되는 전력변환부품;
    상기 후면케이스에서 후방으로 돌출되며, 상기 전력변환부품에서 발생되는 열을 외부로 방출하는 방열부;
    상기 방열부 상에 배치되며, 상기 후면케이스의 후면과 이격되도록 배치되는 상부 고정부;
    상기 후면케이스에서 후방으로 돌출되며, 상기 방열부의 하부에 배치되는 하부 지지부; 및
    상기 하부지지부와 선택적으로 연결되며, 상기 후면케이스의 후면과 이격되도록 배치되는 하부 고정부를 포함하는 전력변환장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 후면 케이스와 상기 상부 고정부의 사이에는, 수용공간을 가지는 수용부가 제공되는 전력변환장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 하부 지지부는, 상기 하부 고정부와 끼움 고정되는 고정돌기를 포함하는 전력변환장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 하부 지지부와 상기 하부 고정부는, 체결부재에 의하여 서로 결합되는 전력변환장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 하부 지지부와 상기 하부 고정부는, 일체로 형성되는 전력변환장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111174058A (zh) * 2020-01-13 2020-05-19 陕西陕煤铜川矿业有限公司 一种井下长距离供电装置及其使用方法

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